[发明专利]一种低碳烷烃脱氢制烯烃的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于脱氢催化剂制备领域，具体涉及一种低碳烷烃脱氢制烯烃的催化剂及其制备方法和应用。该催化剂包含氧化铝载体及四种催化组分，其中第一组分为Pt金属，占催化剂总质量的0.01‑2.00wt％；第二组分为碱金属和/或碱土金属元素，占催化剂总质量的0.05‑5.00wt％；第三组份为IVA族元素，占催化剂总质量的0.01‑1.00wt％，且Pt与IVA族元素的摩尔比为1.0‑1.5:1；第四组份为Cl元素，占催化剂总质量的0.05‑2.00wt％；其余为氧化铝载体。该催化剂具有金属分散性及分散稳定性好的特点，应用于低碳烷烃脱氢制烯烃反应，具有活性高、选择性好、积碳率低和再生率高等优点。

技术领域

本发明属于脱氢催化剂制备领域，具体涉及一种活性组分在氧化铝上稳定分散的低碳烷烃脱氢制烯烃的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃是重要的有机化工原料，其来源包括炼油产品及副产品和专门生产烯烃的工艺，比如原油经过蒸馏和炼油工艺得到成品油的同时副产出低碳烯烃、石脑油进行蒸汽裂解得到乙烯的同时副产出丙烯和丁烯、煤或甲醇制烯烃、催化脱氢制烯烃。随着低碳烯烃需求量的增长，催化脱氢技术因其装置流程短、投资成本和运营成本较低，显现出明显优势。

已成熟应用的催化剂及配套工艺包括UOP公司的Oleflex工艺、CBLummus公司的Catofin工艺、Krupp-Uhde公司的STAR工艺，催化剂分别是采用Pt-Sn/Al₂O₃、CrO_X/Al₂O₃、Pt-Sn/ZnAl₂O₃。低碳烷烃催化脱氢制烯烃是一种放热反应，因此高温和低烷烃分压更有利于获得高转化率。不过受热力学平衡限制，易发生裂解和深度脱氢造成积碳，催化剂会因此快速失活，需要再生处理，催化剂经历多次再生后，因为活性物种的结构变化，活性会有损失，并且为不可逆失活。显然，如何减少催化剂积碳是该催化反应的一个关键问题，同时在频繁再生后保持催化性能是催化剂的又一个关键技术。因此，高活性、高选择性、高稳定性、低积碳率是低碳烷烃催化脱氢制烯烃催化剂开发的关键技术。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供一种低碳烷烃脱氢制烯烃的催化剂及其制备方法和用途。该催化剂具有金属分散性及分散稳定性好的特点，应用于低碳烷烃脱氢制烯烃反应，具有活性高、选择性好、积碳率低和再生率高等优点。

一种用于低碳烷烃脱氢制烯烃的催化剂，该催化剂包含氧化铝载体及四种催化组分，其中第一组分为Pt金属，占催化剂总质量的0.01-2.00wt％；第二组分为碱金属和/或碱土金属元素，占催化剂总质量的0.05-5.00wt％；第三组份为IVA族元素，占催化剂总质量的0.01-1.00wt％，且Pt与IVA族元素的摩尔比为1.0-1.5:1；第四组份为Cl元素，占催化剂总质量的0.05-2.00wt％；其余为氧化铝载体。

示例性地，第一组分占催化剂总质量的0.01wt％、0.02wt％、0.05wt％、0.1wt％、0.3wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.8wt％、2.00wt％；第二组分占催化剂总质量的0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.8wt％、2wt％、2.5wt％、2.8wt％、3wt％、3.2wt％、3.5wt％、3.8wt％、4wt％、4.2wt％、4.5wt％、4.8wt％、5wt％；第三组份占催化剂总质量的0.01wt％、0.02wt％、0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％，且Pt与IVA族元素的摩尔比为1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1；第四组份占催化剂总质量的0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.8wt％、2wt％。